R3 騒音・振動概論問17

問題

超低周波音·低周波音の発生源，特徴，音源対策例の語句の組合せとして，不適当なものはどれか。

発生源 – 特徴 – 音源対策例

⑴ 送風機 – 定常的 – 可動翼

⑵ ボイラ – 釜鳴 – 消音器

⑶ 真空ポンプ – 定常的 – 回転数変化

⑷ 振動ふるい機 – うなり – 位相差運転

⑸ 発破 – 衝撃的 – 火薬減量

ボイラの音源対策として流速の変更などがありまが、低周波の対策は頻出ではないと思います。

この問題で選択肢として記載されている「消音器」について考えてみます。

まず、音速c(m/s)、周波数f(Hz)、波長λ(m)とすると以下の関係になります。

c=f×λ

音速は340m/s、低周波の周波数として最低可聴の20Hzとして、波長λを求めます。

λ=340/20=17m

消音器は、対象の音の波長に比例して大きくなるので、この時点でボイラにしては消音器が大き過ぎると気付く方もいると思います。

次に、膨張形消音器の伝達損失R(dB)は、以下の式で求められます。

R=10log[1+1/4·｛m-(1/m)｝²×sin²(kl)]

ｍ：膨張比（断面積の比率）

ｋ：波長定数rad/m（2πｆ/ｃ）

ｌ：空洞の長さ

この式で伝達損失を最大にするには、sinの部分を1にする必要があるので、klを90度（π/2）である時を考えます。

kl=2πf/c×l=2•π•20/340×l=π/2

l=π/2×340/2•π•20=4.25(m)

20Hzですらこの大きさなので、さらに低周波になると空洞だけでトンネルのように巨大にしなければなりません。

解答．

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